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Zemax中设计大孔径等厚菲涅尔透镜
一:透镜参数:
工作距l′=10.45mm,厚度d=2mm,视场w=0.5°,通光孔径D=12.1mm,波长λ=900nm,材料为PMMA,会聚光斑直径Φ≤1mm.
二:多重组态设置:
(注:每个结构对应的中心厚度以及到像面距离不同,需分开设置。)
上图对应的多重组态设置如下:
APTP:设置表面孔径类型,此处设置为通光孔径;
APMN:通光孔径最小半径,四个组态依次为:0,2.93,4.21,5.34
APMX:通光孔径最大半径,四个组态一次为:2.93,4.21,5.34,6.05
即将表面设计成四个环,每个环代表一个组态。
SDIA:表面半直径
CRVT:表面曲率
THIC:表面厚度
CONN:表面的二次项系数
对应的优化操作数如下:
(这里不能采用默认的优化操作数,需根据对每一个组态的Px,Py重新定义)
三:等厚设置
由于各表面厚度值是自己定义的,并且没有经过精确计算。就不能保证这是一个等厚的菲涅尔透镜。图中也可看出,各环的厚度值明显不相等。为此,需要在优化窗口中添加操作数限制各环厚度,使得等于2。添加操作数如下:
操作数MXCG可以读出旋转对称表面的中心厚度值;
操作数MXEG可以读出旋转对称表面任意孔径带的厚度值。
操作数OPVA是使某个操作数的值等于目标值。
(注:MXEG用于控制孔径带的参数是zone,以第四组态为例,zone=1对应的孔径为6.05,zone=0.87=5.34/6.05对应的孔径为5.34)
这里第二个表面厚度采用跟随解,是为了让像截距等于10.45,跟随设置如下:
优化后效果:
优化后各组态参数:
优化后各组态表面厚度:
从表中可以看出,厚度均很接近2,等厚设置完成。
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